Команда ученых Мюнхенского университета разработала технику татуировки, которая изменяет цвет в зависимости от химического состава крови и позволяет в реальном времени отслеживать концентрацию глюкозы, альбумина и уровень кислотности (pH).

Результаты исследования, опубликованные в журнале Немецкого химического общества Angewandte Chemie, обещают настоящую революцию в эндокринологии и могут существенно упростить жизнь пациентов, страдающих от сахарного диабета или хронических заболеваний почек.

Фотографии пигментных рисунков, сделанные обычным смартфоном, позволили немецким химикам с высокой точностью определить химические показатели крови: оценки ученых совпали с измерениями, полученными в результате традиционных анализов.

"Люди изменяли свой внешний вид путем введения пигментов в верхний слой кожи на протяжении более чем 4000 лет, - отмечают авторы исследования. - Мы разработали функциональную косметическую технологию, которая совмещает в себе искусство татуировки и цветометрические биосенсоры".

Впрочем, новую технологию еще только предстоит опробовать на людях. Пока что успешно прошли клинические испытания татуировки, нанесенные на кожу свиней.

Кроме того, пока не все пигменты, используемые для нанесения татуировки, возвращаются к оригинальному цвету после корректировки химического состава крови - а значит, пригодны для многократного применения.

Бескровный анализ

Уровни глюкозы, альбумина и кислотности (pH) были выбраны в качестве основных показателей, потому что именно они чаще всего сигнализируют о нарушениях в нормальной работе организма.

Альбумин - основной белок, содержащийся в сыворотке крови. Его низкая концентрация указывает на проблемы с печенью или почками, а высокая - может свидетельствовать о проблемах с сердцем.

Уровень глюкозы в крови необходимо постоянно отслеживать больным сахарных диабетом, у которых нарушен метаболизм углеводов. А слишком высокий или слишком низкий уровень pH может быть вызван целым рядом заболеваний и требует дополнительных медицинских исследований, чтобы установить причину аномалии.

Все эти три параметра несложно определить в результате обычного анализа крови, однако его можно сделать только в лабораторных условиях.

В частности, диабетикам, необходимо измерять уровень глюкозы регулярно - иногда по несколько раз в день (перед каждым приемом пищи), - а для каждого подобного измерения необходимо сделать укол и взять на анализ каплю крови.

Как отмечают авторы исследования, существуют и другие, неинвазивные методы (то есть не требующие забора крови). Например, специальный пластырь, который измеряет уровень кислотности и глюкозы в крови за счет электрохимического анализа пота. Однако у них есть рад недостатков, главный из которых - низкая точность измерений.

Немецким химикам же удалось разработать несколько красителей, изменяющих цвет в зависимости от концентрации различных веществ (биомаркеров) в межклеточной жидкости, где происходит обмен веществ.

На картинке выше видно, как изменяется цвет татуировки в зависимости от каждого показателя. Например, повышение уровня сахара в крови придает желтому пигменту зеленый оттенок, который становится все более насыщенным по мере увеличения концентрации глюкозы.

Пока что только один разработанный краситель из трех (тот, что определяет уровень pH) можно использовать для постоянного мониторинга, поскольку он возвращается к исходному цвету после корректировки химического состава крови.

По словам ученых, остальные пигменты также можно доработать и сделать пригодными для многократного использования, однако это требует дополнительных исследований.

Сколько времени на это уйдет, пока непонятно. Два года назад похожая технология была разработана в Массачусетском технологическом институте. Она также успешно прошла испытания на свиной коже; до экспериментов на людях дело пока не дошло.